Мазеин С.В., Вознесенский А.С., Полянкин А.Г., Потокина А.М.
Мазеин С.В., Вознесенский А.С., Полянкин А.Г., Потокина А.М., 2021. Влияние форм буровых головок на усилия их внедрения в забой на тоннельных буровых машинах с активным пригрузом. Геотехника, Том ХIII, № 2, с. 46–54, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2021-13-2-46-54. МАЗЕИН С.В.* Российский университет транспорта (МИИТ), г. Москва, Россия, maz-bubn@mail.ru Адрес: ул. Образцова, д. 9, стр. 9, г. Москва, 127994, Россия ВОЗНЕСЕНСКИЙ А.С. НИТУ «МИСиС», г. Москва, Россия, al48@mail.ru Адрес: Ленинский пр-т, д. 4, г. Москва, 119991, Россия ПОЛЯНКИН А.Г. НИТУ «МИСиС», г. Москва, Россия, polyankin_alex@mail.ru ПОТОКИНА А.М. НИТУ «МИСиС», г. Москва, Россия, ann.potokina@mail.ru Мазеин С.В., Вознесенский А.С., Полянкин А.Г., Потокина А.М., 2021 https://doi.org/10.25296/2221-5514-2021-13-2-46-54 УДК 624.191.6 Обзорная статья Поступила в редакцию 15.05.2021 / Принята к публикации 24.06.2021 / Дата публикации 30.06.2021 © ООО «Геомаркетинг», 2021 Источник: https://www.ruhot.net/video/nFZKy3s64xE/tpmk-liliya.html
При строительстве тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях в последнее время широко используются тоннельные буровые машины (ТБМ) с активным пригрузом забоя и роторным исполнительным органом. Тенденция перехода к более закрытому ротору в дисперсных грунтах Московского региона для гидропригрузных машин большого диаметра объясняется возможностью разработки налипающих плотных глин с размещением большого количества узких резцов. Большая площадь ротора позволяет также удерживать массив супесей в плоскости забоя во время остановок проходки. Степень открытости ротора в щитах с грунтопригрузом соответствует общепринятым рекомендациям для таких машин, при этом существует тенденция к увеличению степени открытости режущей головки при проходке в известняках. Рассматриваются формы режущего ротора с его перемещающимся приводом для решения задач стабильности резания и устойчивости фронта забоя при работе ТБМ в условиях активного пригруза. Перемещаемое соединение привода ротора позволяет не только сдвигать ротор по оси щита, но и контролировать усилия подачи ротора на забой путем измерения давлений в гидравлике домкратов. Усилие подачи ротора зависит от силы лобового сопротивления грунтового массива, степени открытости режущей головки и потерь на боковое трение с грунтом. При увеличении диаметра щитов с 10 м до больших размеров есть возможность увеличения удельного усилия подачи до 850 кН на 1 пог. м его периметра за счет использования рабочего пространства щита для размещения дополнительных мощных домкратов перемещения привода ротора. В дальнейшем перед геотехниками, изучающими усилия подачи ротора, наряду с уже решенными проблемами ставятся задачи исследования колебаний прижимного давления ротора на забой по данным дискретно-непрерывного технологического мониторинга щитовой проходки, а также разработка методики оперативного контроля давлений грунта и пригруза.
1. Бочаров В.Ф., Власов С.Н. (ред.), 2004. Выбор тоннелепроходческих комплексов с активным пригрузом забоя при строительстве тоннелей в
сложных инженерно-геологических и градостроительных условиях. Изд-во Тоннельной ассоциации России, Москва.
2. Бреннер В.А., Жабин А.Б., Щеголевский М.М., Поляков Ал.В., Поляков Ан.В., 2009. Щитовые проходческие комплексы. Горная книга, Москва.
3. Валиев А.Г., Власов С.Н., Самойлов В.П., 2003. Современные щитовые машины с активным пригрузом забоя для проходки тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях. ТА Инжиниринг, Москва.
4. Гульелметти В., Грассо П., Махтаба А., Ш. Сю Ш. (ред.), 2013. Механизированная проходка тоннелей в городских условиях. Методология проектирования и управления строительством. Изд-во Санкт-Петербургского политехнического университета, Санкт-Петербург.
5. Мазеин С.В., 2009. Оптимизация оснащения ротора и периодичности замены режущего инструмента при щитовой проходке тоннельных и
других выработок. Горный журнал, № 10, c. 84–86.
6. арактеристик прижима ротора для контроля запаса суспензионного пригруза при тоннельной щитовой
проходке. Горное оборудование и электромеханика, № 3, c. 2–8.
7. Мазеин С.В., Вознесенский А.С., 2006. Акустическая разведка валунных включений на тоннелепроходческом механизированном комплексе.
Необходимость и возможности прогноза. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 5, c. 78–87.
8. Мазеин С.В, Песков С.М., 2005. Опыт внедрения системы контроля режущего инструмента ротора на ТПМК «Херренкнехт». Горный
информационно-аналитический бюллетень, № 9, с. 58–63.
9. Роби Дж., Уиллис Д., 2017. Повышение показателей тоннелепроходческих работ с активным пригрузом забоя на механизированных
комплексах для метростроения. Метро и тоннели, № 5–6, c. 43–49.
10.Arioglu B., Gokce H.B., Arioglu E., 2017. Excavation performance in Eurasia tunnel project. Challenges of tunneling, Proceedings of the International
tunneling Symposium in Turkey, Istanbul, Turkey, 2017, pp. 72–84.
11.Ates U., Bilgin N., Copur H., 2014. Estimating torque, thrust and other design parameters of different type TBMs with some criticism to TBMs used
in Turkish tunneling projects. Tunnelling and Underground Space Technology, No. 40, pp. 46–63, https://doi.org/10.1016/j.tust.2013.09.004.
12. Bilgin N., Acun S., Ates U., Murtaza M., Celik Y., 2017. The factors affecting the performance of three different TBMs in a complex geology in
Istanbul. Challenges of tunneling, Proceedings of the International tunneling Symposium in Turkey, Istanbul, Turkey, 2017, pp. 94–102.
13. Cimiotti C., Bono R., Fioravanti P., 2017. Lake Mead — intake tunnel No. 3 pre-excavation grouting challenges using a high pressure slurry TBM.
In Grouting 2017. Publishing house of the American Society of Civil Engineers, Reston, VA, USA, pp. 325–337, https://doi.org/10.1061/
9780784480786.032.
14.Gabarro X.B., Valle N.D., Simpson M.C., 2003. Crossing under the city of Barcelona through different geological formations with several shield
types. Risikopotential und -bewältigung bei aktuellen Tunneln, Proceedings of the XI Kolloquium für Bauverfahrenstechnik, Tunnelbau und
Baubetrieb, Bochum, Deutschland, 2003, pp. 57–72.
15.Geng Q., Wei Z., Meng H., Macias F.J. 2016. Mechanical performance of TBM cutterhead in mixed rock ground conditions. Tunnelling and
Underground Space Technology, No. 57, pp. 76–84, https://doi.org/10.1016/j.tust.2016.02.012.
16.Klitzen J., Herdina J., 2016. Hydroshield drive with a diameter of 13 m in the Lower Inn Valley - project design and experience from construction of
contract H3-4. Geomechanik und Tunnelbau, Vol. 9, No. 5, pp. 534–546, https://doi.org/10.1002/geot.201600036.
17.Kulikova E.Yu., Shornikov I.I., 2019. Method of estimation of pressure forces from power plant in microtunneling. Proceedings of the 5th
International Conference on industrial engineering ICIE-2019, Vol. 1, Sochi, 2019, pp. 783–789, https://doi.org/10.1007/978-3-030-22041-9_84.
18. Li X., Yuan D., Guo Y., Cai Z., 2016. Use of a 10.22 m diameter EPB shield: a case study in Beijing subway construction. SpringerPlus, No. 5, Article
number 2004, https://doi.org/10.1186/s40064-016-3672-5.
19.Mooney M.A., Grasmick J., Kenneally B., Fang Y., 2016. The role of slurry TBM parameters on ground deformation: field results and computational
modelling. Tunnelling and Underground Space Technology, No. 57, pp. 257–264, https://doi.org/10.1016/j.tust.2016.01.007.
20. Shirlaw J.N., 2016. Pressurised TBM tunnelling in mixed face conditions resulting from tropical weathering of igneous rock. Tunnelling and
Underground Space Technology, No. 57, pp. 225–240, https://doi.org/10.1016/j.tust.2016.01.018.
21. Zhuo X.J., Lu Y.T., Ye L., Sun H., 2019. Shield machine cutterhead tools real-time wear monitoring system. In D. Peila, G. Viggiani, T. Celestino
(eds), Tunnels and underground cities: engineering and innovation meet archaeology, architecture and art. Taylor and Francis Group, London, UK,
pp. 3493–3502.
МАЗЕИН СЕРГЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ
Профессор кафедры транспортные тоннели и метрополитены Российского университета транспорта (МИИТ),
д.т.н., г. Москва, Россия
ВОЗНЕСЕНСКИЙ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ
Профессор кафедры физических процессов горного производства и геоконтроля Горного института НИТУ «МИСиС»,
д.т.н., г. Москва, Россия
ПОЛЯНКИН АЛЕКСАНДР ГЕННАДЬЕВИЧ
Доцент кафедры строительства подземных сооружений и горных предприятий Горного института НИТУ «МИСиС»,
к.т.н., г. Москва, Россия
ПОТОКИНА АННА МИХАЙЛОВНА
Аспирант кафедры строительства подземных сооружений и горных предприятий Горного института НИТУ «МИСиС», г. Москва, Россия